Obrazový kredit: Blíženci
Díky adaptivnímu optickému systému observatoře Gemini dokázali astronomové spatřit hnědého trpaslíka obíhajícího hvězdu pouze trojnásobně daleko od Země ke Slunci. Tento nově objevený pár, LHS 2397a, se nachází pouhých 46 světelných let od Země a je nejbližší separací binární hvězdy, která byla kdy odhalena. Havajský dalekohled na Hawaii je tak silný, protože používá flexibilní zrcadlo, které potlačuje rozmazání způsobené zemskou atmosférou.
Astronomové používající technologii adaptivní optiky na severním dalekohledu Gemini pozorovali hnědého trpaslíka obíhajícího hvězdu s nízkou hmotností ve vzdálenosti srovnatelné pouze s trojnásobnou vzdáleností mezi Zemí a Sluncem. Toto je nejbližší vzdálenost, která byla u tohoto typu binárního systému nalezena pomocí přímého zobrazování.
Rekordní nález je jen jedním z desítek lehkých binárních systémů pozorovaných ve studii. Společně poskytují nový pohled na vytváření hvězdných systémů a na to, jak by se mohly tvořit menší tělesa ve vesmíru (včetně velkých planet).
"Pomocí pokročilých zobrazovacích schopností Gemini jsme dokázali jasně vyřešit tento binární pár, kde vzdálenost mezi hnědým trpaslíkem a jeho mateřskou hvězdou je jen asi dvojnásobkem vzdálenosti Marsu od Slunce," řekla členka týmu Melanie Freed, postgraduální studentka na University of Arizona v Tucsonu. S odhadovanou hmotností 38-70krát vyšší než hmotnost Jupiteru se nově identifikovaný hnědý trpaslík nachází jen třikrát ve vzdálenosti Slunce-Země (nebo 3,0 Astronomických jednotek) od své mateřské hvězdy. Hvězda, známá jako LHS 2397a, je od Země vzdálena pouhých 46 světelných let. Pohyb tohoto objektu na obloze naznačuje, že se jedná o starou hvězdu s velmi nízkou hmotností.
Předchozí obrazový záznam pro nejbližší vzdálenost mezi hnědým trpaslíkem a jeho rodičem (mnohem jasnější hvězdou podobnou Slunci) byl téměř 14krát větší ve 14 AU. Jedna astronomická jednotka (AU) se rovná průměrné vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem nebo asi 150 miliónů kilometrů (93 miliónů mil).
Hnědí trpaslíci jsou často označováni jako „selhávající hvězdy“, ale jsou větší než obří planety jako Jupiter, ale jejich jednotlivé hmotnosti jsou menší než 8% hmotnosti Slunce (75 hmotností Jupiteru), takže nejsou dostatečně masivní, aby zářily jako hvězda. Hnědé trpaslíky jsou nejlépe prohlíženy v infračervené oblasti, protože povrchové teplo se uvolňuje, když se pomalu stahují. Detekce společníků hnědého trpaslíka ve 3 AU jiné hvězdy je důležitým krokem k zobrazování masivních planet kolem jiných hvězd.
Tento tým University of Arizona vedený Dr. Lairdem Closeem použil dalekohled Gemini North k detekci jedenácti dalších společníků s nízkou hmotností, což naznačuje, že tyto nízkohmotné binární páry mohou být docela běžné. Objev tolika párů s nízkou hmotností byl překvapením vzhledem k argumentu, že většina velmi nízkohmotných hvězd a hnědých trpaslíků byla považována za samostatné objekty putující i když samotný prostor poté, co byl během procesu formování hvězd vypuštěn ze svých hvězdných školek.
"Dokončili jsme první adaptivní optický průzkum hvězd s přibližně 1/10 10. hmotnosti Slunce a zjistili jsme, že příroda nediskriminuje hvězdy s nízkou hmotností, pokud jde o vytváření těsných binárních párů," řekl Close, asistent profesor astronomie na Arizonské univerzitě. Dr. Close je hlavním autorem článku, který byl dnes představen na Mezinárodním sympoziu astronomických odborů Brown Dwarfs v Koně na Havaji a je hlavním vyšetřovatelem průzkumu s nízkou hmotností hvězd.
Tým se podíval na 64 hvězd s nízkou hmotností (původně identifikovaných Johnem Gizisem z University of Delaware), které se zdály být sólovými hvězdami v obrazech s nižším rozlišením z celoskleněného průzkumu 2MASS. Jakmile tým použil adaptivní optiku na Blíženci k vytvoření snímků, které byly desetkrát ostřejší, bylo dvanáct z těchto hvězd odhaleno, že mají blízké společníky. Tým Close překvapivě zjistil, že vzdálenost mezi hvězdami s nízkou hmotností a jejich společníky byla výrazně menší, než se očekávalo.
"Zjistili jsme, že společníky nízkohmotných hvězd jsou obvykle jen 4 AU od svých primárních hvězd, to je překvapivě blízko u sebe," řekl člen týmu Nick Siegler, postgraduální student arizonské univerzity. "Masivnější binární soubory mají typické separace blíže k 30 AU a mnoho binárních souborů je mnohem širších než toto." Nová pozorování Gemini, Close řekl, „naznačují silně, že hvězdy s nízkou hmotností nemají společníky, kteří jsou daleko od jejich primárních zdrojů.“ Podobné výsledky byly dříve nalezeny týmem vedeným dr. Eduardem L. Martinem z University of Hawaii Institute for Astronomy v průzkumu 34 velmi nízkohmotných hvězd a hnědých trpaslíků v klastru Pleiades prováděném Hubbleovým vesmírným dalekohledem. Tyto dva průzkumy společně jasně ukazují, že v oddělení větších než 20 AU od hvězd s velmi nízkou hmotností a dalších hnědých trpaslíků je zajímavý nedostatek hnědých trpaslíků.
Tým předpokládá, že jedna z každých pěti hvězd s nízkou hmotností má společníka se separací v rozsahu (3 200 AU). V tomto rozmezí separace astronomové pozorovali podobnou frekvenci mohutnějších hvězdných společníků kolem větších hvězd podobných Slunci.
Celkově lze říci, že tyto nové výsledky naznačují, že (na rozdíl od teorie) se mohou nízkohmotné binární soubory tvořit v procesu podobném tomu u masivnějších binárních souborů. Toto zjištění skutečně přispívá k rostoucímu důkazu od jiných skupin, že procento binárních systémů je podobné pro těla, která pokrývají rozsah od jedné sluneční hmoty až po 0,05 sluneční hmoty (nebo 52násobek hmotnosti Jupiteru). Například skupina vedená Neill Reidem z kosmického dalekohledu Science Institute a University of Pennsylvania dospěla k podobnému závěru s menším vzorkem 20 hvězd s nižší hmotností a hnědými trpaslíky pozorovanými s Hubbleovým vesmírným dalekohledem.
Skutečnost, že hvězdy s nízkou hmotností mají nějaké nízkohmotné hnědé trpaslíkové společníky uvnitř 5 AU, je také překvapivá, protože přesný opak je pravdou kolem hvězd podobných Slunci. Podle studií radiální rychlosti má velmi málo hvězd podobných Slunci uvnitř této vzdálenosti hnědé trpasličí společníky. "Tento nedostatek hnědých trpaslíků do 5 AU hvězd podobných Slunci se nazývá" hnědá trpasličí poušť "," poznamenal Close. "Vidíme však, že kolem nízkohmotných hvězd není pravděpodobně žádná hnědá trpaslík."
Tyto výsledky vytvářejí důležitá omezení pro teoretiky, kteří se snaží pochopit, jak hmota hvězdy ovlivňuje hmotnost a separační vzdálenost společníků, kteří s ní tvoří. "Jakýkoli přesný model formování hvězd a planet musí reprodukovat tato pozorování," řekl Close.
Tato pozorování byla možná pouze díky kombinaci jedinečně citlivého zobrazovacího systému adaptivní optiky Hokupa'a na Havajské univerzitě a technického výkonu dalekohledů Gemini. Citlivost systému Hokupa'a je způsobena konceptem snímání vlnových křivek vyvinutým Dr. Francois Roddierem. Adaptivní optika je stále důležitější technologií, která eliminuje většinu „rozmazání“ způsobených turbulencí v zemské atmosféře (tj. Záblesky hvězd). Děje se to rychlým přizpůsobením tvaru speciálního, menšího flexibilního zrcadla, aby odpovídalo lokální turbulenci, na základě zpětné vazby v reálném čase do podpůrného systému zrcadla z pozorování hvězdy s nízkou hmotností. Hokupa'a může počítat jednotlivé fotony (částice světla), a tak může přesně zaostřit i velmi slabé (tj. Nízkohmotné) hvězdy.
Přibližně infračervené snímky adaptivní optiky vytvořené pomocí 8metrového dalekohledu Gemini v tomto průzkumu byly dvakrát tak ostré, než snímky, které lze pomocí stejného vlnového délky dosáhnout pomocí Hubbleovho vesmírného dalekohledu 2,4 metrů. Jako jediný pozemní průzkum svého druhu vyžadoval tato práce pět nocí během jednoho roku se systémem Hokupa'a v Gemini North.
Je důležité si uvědomit, že zde použité vzdálenosti jsou měřeny na obloze. Skutečné orbitální separace mohou být o něco větší, jakmile bude v budoucnu známa plná orbita těchto binárních souborů.
Mezi další členy vědeckého týmu patří James Liebert (Stewardova observatoř, University of Arizona), Wolfgang Brandner (Evropská jižní observatoř, Garching, Německo) a Eduardo Martin a Dan Potter (Astronomický ústav, Havajská univerzita).
Zde uvedená pozorování jsou součástí probíhajícího průzkumu. Počáteční výsledky prvních 20 hvězd s nízkou hmotností v našem průzkumu byly zveřejněny v vydání časopisu The Astrophysical Journal Letters z 1. března 2002, svazek 567 stran L53-L57.
Obrázky a ilustrace související s touto zprávou jsou k dispozici na internetu na adrese: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close lze kontaktovat na čísle 520 / 626-5992, [e-mail chráněn], poté, co se vrátil do své kanceláře 28. května.
Tento průzkum byl částečně podporován Úřadem vědeckého výzkumu amerického letectva a Stewardskou observatoří arizonské univerzity. Hokupa'a je podporována skupinou Adaptivní optiky na Havajské univerzitě a Národní vědeckou nadací.
Observatoř Gemini je mezinárodní spolupráce, která vybudovala dva identické 8metrové dalekohledy. Dalekohledy jsou umístěny v Mauna Kea, Havaji (sever Gemini) a Cerro Pachon ve středním Chile (Gemini jih), a proto poskytují plné pokrytí obou polokoulí oblohy. Oba dalekohledy obsahují nové technologie, které umožňují velkým, relativně tenkým zrcátkům pod aktivní kontrolou shromažďovat a zaostřovat optické i infračervené záření z vesmíru.
Observatoř Gemini poskytuje astronomickým komunitám v každé partnerské zemi nejmodernější astronomická zařízení, která přidělují pozorovací čas v poměru k příspěvku každé země. Každá země kromě finanční podpory přispívá také významnými vědeckými a technickými zdroji. Vnitrostátní výzkumné agentury, které tvoří partnerství Gemini, zahrnují: Národní vědeckou nadaci USA (NSF), UK Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), Canadian National Research Council (NRC), Chilean Comisi? Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), australská rada pro výzkum (ARC), argentinská Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) a brazilská Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico (CNPq) ). Observatoř je řízena Asociací univerzit pro výzkum v Astronomii, Inc. (AURA) na základě dohody o spolupráci s NSF. NSF také slouží jako výkonná agentura pro mezinárodní partnerství.
Další informace naleznete na webových stránkách Gemini na adrese: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Původní zdroj: Gemini News Release
